Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 5000 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3000 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,8 levert 10,5 kW warmte aan een huis. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 25 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 41%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op 4 °C door 10 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 90 kW warmte van een bron op 650 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op 0 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een warmtepomp houdt een huis op 21 °C terwijl het buiten 7 °C is, en levert 12 kW warmte aan het huis. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.